A bór-szuboxid () egy szilárd vegyület, melynek szerkezetében egy romboéderes elemi cella csúcsain összesen nyolc ikozaéder található. Két oxigénatom helyzete interszticiális helyzetű az romboéderes irányban. A rövid kémiai kötések és az erősen kovalens jellege miatt a számos fizikai és kémiai tulajdonsága kiemelkedő: az egykristályok Vickers-keménysége 45 GPa, sűrűsége alacsony (2,56 g/cm3), igen jó hővezető, nem reakcióképes, és kiválóan ellenáll a kopásnak. és a benne lévő hivatkozások
A előállítható a bórral történő redukciójával vagy a bór cink-oxiddal vagy más oxidálószerekkel történő oxidációjával. A légköri nyomás körül keletkezett bór-szuboxid általában oxigénhiányos és nem sztöchiometrikus (, x<0,9), gyengén kristályosak és nagyon kicsi (5 µm-nél kisebb) a szemcseméretük. A -szintézis során használt magas nyomás a termékek kristályosságát, sztöchiometriáját javította, a kristályméreteiket növelte. Általában bór- és -por keverékét használták kiindulóanyagként a -szintézis módszereihez.
Az oxigénhiányos bór-szuboxid (, x<0,9) ikozaéderes részecskéket alkothat, amelyek se nem egykristályok, se nem kvázikristályok, hanem húsz tetraéderes kristályból álló ikerkristályok.
Az α-romboéderes bór típusú -t a kerámiákhoz hasonló természete (keménység, magas olvadáspont, reakcióképtelenség és alacsony sűrűség) miatt vizsgálták mint új szerkezeti anyagot. Ezenkívül ezeknek a bórvegyületeknek szokatlan szerkezetük van. Az oxigén pontos helyét a -poron elvégzett Rietveld-analízis határozta meg.
Előállítás A három módszerrel állítható elő: bór és közti reakcióval, redukciójával és bór oxidációjával. A redukciójához használható redukálószerek közé tartozik a Si és a Mg, ami a -ban marad mint szennyeződés. Bór oxidációja esetén az oxidálószer (például ZnO) marad vissza.
Fizikai tulajdonságok thumb|upright=1.5|Az ideális (felül) és az ikerkristályos (alul) szerkezete és elektronmikrográfjai. Zölddel a bór, vörössel az oxigén. A erősen kovalens vegyület, és könnyen létrehozható 1973 K feletti hőmérsékleten. A bór-szuboxidról ezenkívül megállapították, hogy számos kiemelkedő tulajdonsága van, mint például a magas keménység, a kis sűrűség, a mechanikai erősség, a magas hőmérsékletig tartó oxidációállóság, és hogy nehezen vihető reakcióba. Az első ab initio sűrűségfüggvény-számítások szerint a kötéserőssége tovább növelhető a struktúrába helyezett nagy elektronegativitású interszticiális elemmel. A számítások megerősítették a kovalens kötések rövidülését, ami feltehetően magasabb rugalmassági állandókat és jobb keménységet tesz lehetővé.
Az α- hővezető képessége 284,9, a β--é 207,1 W/mK.
Alkalmazása A kopáscsökkentő védőrétegként történő alkalmazása iránt az utóbbi időkben egyre nagyobb volt az érdeklődés. Ugyanakkor az intenzív kutatás ellenére a kereskedelmi használat még várat magára, részben a magas hőmérsékleten előállított törékenysége miatt, valamint a sztöchiometrikus jó kristályossággal való sűrítésének akadályai miatt. Ezenkívül a számos tulajdonsága nem volt ismert hosszú ideig.
A bór-szuboxid ígéretes páncélanyag, de még tesztelés alatt áll, és jelenleg (2022) nincs kereskedelmi forgalomban.
Jegyzetek
Fordítás
Kategória:Szervetlen bórvegyületek